1. A szénszál alapvető tulajdonságai
A szénszál egy új típusú, nagy szilárdságú és nagy modulusú szál, amelynek széntartalma több mint 90%.
- A szénszál számos kiváló tulajdonsággal rendelkezik, mint például nagy szilárdság, alacsony sűrűség, magas hőmérséklet-állóság, korrózióállóság stb. Széles körben használják számos területen, például repülőgépgyártásban, autógyártásban, sportfelszerelésekben stb. könnyű súlyának és nagy szilárdságának köszönhetően csökkentheti a repülőgépek súlyát és javíthatja az üzemanyag-hatékonyságot. A sportfelszerelésekben, például a csúcskategóriás kerékpárokban és golfütőkben a szénszál használata javíthatja a teljesítményt.
2. A szénszál szerkezeti jellemzői és olvadáspontja
- A szénszál szerkezete főként szénelemekből áll, grafit mikrokristályok formájában. Ez a szerkezet nagyon stabillá teszi a szénszálat. A kémiai kötések szempontjából a szénszálban lévő szén-szén kötések (CC kötések) nagyon erősek.
- A szénszál olvadáspontja nagyon magas. Normál nyomáson a szénszál aligha olvad meg. Ennek az az oka, hogy rendkívül nagy energia szükséges ahhoz, hogy lerombolja belső erős szén-szén kötésszerkezetét. Általánosságban elmondható, hogy amikor a hőmérséklet egy bizonyos szintre emelkedik, a szénszál oxigén jelenlétében oxidációs reakción megy keresztül, ahelyett, hogy megolvadna, mint a közönséges fémek vagy néhány alacsony olvadáspontú anyag. Például egy repülőgép-hajtóművet körülvevő magas hőmérsékletű környezetben a szénszál nem olvad meg, hanem megtartja szerkezeti stabilitását, és megerősítő anyagként tölti be szerepét.
3. A szénszál teljesítménye magas hőmérsékleten
- Magas hőmérsékletű környezetben a szénszál különleges tulajdonságokkal rendelkezik. A fent említett olvadási nehézségen kívül bizonyos szilárdságot is meg tud tartani. Ez lehetővé teszi, hogy magas hőmérsékletű ipari környezetben vagy a repülés magas hőmérsékletű részei közelében használják. Ahogy azonban a hőmérséklet tovább emelkedik, a szénszál szilárdsága fokozatosan csökken.
- Amikor a hőmérséklet egy bizonyos szintre emelkedik (általában 2000-3000 fok körül, a fajlagos érték a szénszál típusától és a gyártási folyamattól függően változik), a szénszál szerkezeti változásokon megy keresztül, például megnő a grafitosítás mértéke, de mégsem fog megolvadni. Ez a különleges teljesítmény magas hőmérsékleten a szénszálat pótolhatatlanná teszi a magas hőmérsékletnek ellenálló anyagokat igénylő területeken.